映像CG入門編
2D的な映像編集の仕方については其の弐で言及たので、ここでは主にCGアニメーションに関して言及したいと思います。
映像用CGモデリング入門編！
CG原型と映像用CGモデルの違いは？？
Q１：前回はCG原型用のモデリングソフトのお話をしましたが、原型用に作成したハイディティールな3Dモデルは映像用に使えないのでしょうか？
その答えは…
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A：そのままでは使えません！！
Q２：理由は？
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A：CG原型のデータは重すぎます！
ZBrush等の原型向けの3DCGから勉強を始めた方は驚くでしょうが、軽快にアニメーションさせられるデータというのはせいぜい15000ポリゴン前後なんです…
15000ポリゴン？？？多くね？って思われる方も多いと思います。
しかし考えてみましょう。ZBrushや3DCoatで編集してたのって数十億、場合によっては数兆ポリゴンですよ？
はい。無理ですよね。アニメーション用のソフトでは開こうとした瞬間パソコンがフリーズします。
そして、15,000ポリゴンって実はかなり荒削りです。
Q３：少ないポリゴンしか使えないんじゃどうするか？
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A１：サブディビジョンサーフェースを用いて擬似的に分割し滑らかな曲線を描画。
これは前回の原型入門編でも言及しましたね。前回の記事をコピペします。
・サブディビジョンサーフェスに関して
ポリゴンの場合は少ない頂点数で物体のエッジや局面を正確に表現することが可能です。
ポリゴンの物体を擬似的に分轄し、丸め込みをかけることをサブディビジョンサーフェスと呼び、ピクサーのアニメーション等でも用いられています。
尚、丸め込みをかける際にエッジを建てたい部分に物体に折り目をつける事ができ、これらの切り替えをMayaではハードエッジ、ソフトエッジ、3dsMaxではスムージンググループと呼び分ます。
A２：バンプマップを用い、レンダリング時のみ凹凸を再現する。
これは前回詳しくは言及しませんでした。
ZBrush等で作ったハイポリのデータに対して、なるべくモデルが重なるようにローポリのモデルを作成します。
ハイポリゴンモデルの上からポリゴンを貼り直していくと楽なのでこれをリトポロジー（リトポ）と呼びます。
すると、位置の重なったローポリゴンとハイポリゴンの距離の差分からディスプレイスメントマップやノーマルマップといった凹凸を表すためのテクスチャマップを生成することができます。
ディスプレイスメントマップは白黒で凹凸を表現したマップで、レンダリング時に実際に凹凸を分割しなおして計算します。
ノーマルマップは光の拡散方向のベクトル情報を色に置き換えて作成された青色ベースで虹色の様な色で描画されたマップで、ディスプレイスメントとは真逆で擬似的に凹凸を表現し、レンダリング時にも実際に凹凸することはありません。
主にゲームモデルとして処理の軽いノーマルマップは重宝します。ゲームのリアルなモデルをよく見ると輪郭線がローポリ丸出しなのがわかると思います。
これが15,000ポリゴンの限界で、映像用モデルの場合はディスプレイスメントマップを用いて輪郭線が潰れないように気をつけなければいけません。
そして、バンプマップを作るためにハイポリの情報をローポリに焼き付けることをベイクと呼んでいます。
ZBrushでもベイクは出来ますがトラブルが多いのでベイクに特化したXNormalというソフトを用いることが業界標準となっています。
SubstanceDesignerというノードベースのテクスチャ生成ソフトでもノーマルマップ等をベイクすることが出来ます。
総合型3DCGソフトウェアについて詳しく！
ハイポリゴンをベースに映像用モデルを作成する方法に触れてきましたが、実はこのやり方は多くのソフトを連携しなくてはいけないので上級者向けのやり方です。
ZBrushの用に特定の機能に特化したソフトを特化型ソフトと定義すると、モデリングから映像出力まで一通りこなせるソフトを総合型3Dソフトと定義することができると思います。
実際に一通りのことができるソフトを総合型、統合型、総合ソフト等と呼称したりします。
そして、映像制作の為には特化型のソフトで作ったデータを統合型のソフトに集結させて映像作品としてレンダリング（書き出し）する必要があります。
それでは、業界標準の統合型3Dソフトについてまとめていきたいと思います。
・Maya
ピクサーも使っています。世界一有名なCGソフトじゃないでしょうか。映像業界で多く使われていますが、最近はゲーム向けの機能が強化されてきました。
・3dsMax
Mayaと業界シェアは半々だと言われていますが、日本だと若干シェアが劣るようです。ゲーム業界で多く使われていますが、最近では映像用の機能が強化されてきた気がします。
・XSI（Softimage）
ゲーム業界で多く使われてきました。しかし2015年をで開発が終了しました。ICEというパーティクル制御システムが優秀で、群衆シュミュレーションや破壊、エフェクト等かなり優秀なソフトでした。
以上の3ソフトがAutodesk社から出ており、御三家等と呼ばれている。それぞれ60万近くする高額なソフトウェア。
ーーーーーーーーーー統合型ソフトとして超えられれない壁ーーーーーーーーーーー
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・C4D（Cinema4D
非常に簡単なインターフェイスを備えた総合ソフト。大量配置やモーショングラフィックスアニメーションを得意としており、AfterEffectsと公式に連携している。レンダリング前のシーンをAEに配置、編集が可能。
映像業界でシェア率No1のAEと公式連携出来ること、基本操作が簡単なことから業界シェア率が伸びるのではないかと予想されます。
・Modo
統合型ソフトに最近進化したが機能的にはまだまだ不足している。しかしポリゴンモデリングに特化しており、物理ベースのレンダリングは拘束で美麗。
・LightWave
Modoから袂を分かったチームが作成しているソフト。統合型だが、サブディビジョンモデリングに特化したソフトとして有名です。
MMD！国産のフリーCGソフト群
ここで触れないわけにはいかないのがニコニコ技術部を中心とした国産無料3Dツール群。MMDを始めDDD、PMXエディタ、MME等、多くの関連ツールが存在します。
世界的に見ても異彩を放つトゥーン表現に特化したソフト群で、Autodesk社製品ではなかなかできない髪の毛やスカートのヒラヒラとした物理演算を警戒に処理し、モーションやムービーの作成に特化しています。
最近ではUnity等のゲームエンジンでもMMDモデルやモーションが使われ、MMDモデルを外部ソフトでも使えるプラグインが多く開発されています。
キャラクターアニメーションについて
ここで初めてふれる内容です。
CG原型ではモデルを動かす知識はあまり必要ありませんでしたが、本格的にモデルを動かしたい場合にソフトに関係なく共通の概念としていつくか覚えておかないといけないワークフロー（作業の流れ）があります。
①モデリング
なるべく少ないポリゴンでモデルを作成します。
②テクスチャリング
モデルをUV展開します。ハイポリのベイク作業やペイント等を行います。
③リギング
ボーン（骨）を作りスキン（肌）にバインドします。
動かしやすいようにコントローラーを作成します。
④シェーディング
マテリアル（質感）とライティング、を設定します
⑤キーフレームアニメーション
カメラやキャラクターを動かしキーを打ちます。
⑥レンダリング
書き出します
⑦コンポジット
CG素材を編集して動画として仕上げます。
ざっくり言うとこんな流れです。
これらの工程をレンダリングまで一通りできるのが統合ソフトの利点です。
コンポジットに関しては入門編其の弐で言及しているので参考にして下さい。
CG入門編の最後に
今回は主な統合型3DCGソフトの解説と、映像用CGモデルのポリゴン制限等について言及してみました。
今回あまり触れなかったテクスチャやボーン等に関しては次回、リアルタイム入門編で説明したいと思います！
→ 次回はCG入門編の最終回！リアルタイム入門編です。
